Поддержать программу
ПостНаука на Дожде
12:32
17 сентября
Наука

Борьба с запутанностью: почему в квантовом мире нарушается один из основных законов физики

Физик Гордей Лесовик об энтропии, вечном двигателе второго рода и обратной эволюции
771
0
Купите подписку, чтобы посмотреть полную версию.
Вы уже подписчик?   Войдите

Купить за 1 ₽

подписка на 10 дней
Варианты подписки
Что дает подписка на Дождь?
Расписание
Следующий выпуск
30 сентября 16:00
среда: 11:05
суббота: 16:00
воскресенье: 02:00, 16:00
понедельник: 02:00

Если попросить любого профессионального физика коротко ответить на вопрос о том, выполняется ли в квантовом мире первый закон термодинамики или закон сохранения энергии, то, конечно, он ответит «да». Но если попросить его рассказать поподробнее, то возникнут нюансы, и выяснится, что не всегда. Физик Гордей Лесовик рассказал, как он и его команда изучают этот феномен.

Больше лекций и видеороликов смотрите на сайте проекта «ПостНаука»

Фото: depositphotos.com

Оказывается, что если наблюдать систему короткое, конечно, время, тогда энергия не совсем определена и степень ее неопределенности дается соотношением ΔE порядка ħ (постоянная Планка) поделить на время. Такого же качественного смысла отклонения имеются и во втором законе термодинамики. На коротких временах могут возникать флуктуации, приводящие к уменьшению энтропии или к неправильным потокам тепла. Это называется флуктуационная теорема, которая количественно описывает эти процессы.

Более интересно то, что происходит на сколь угодно длинных временах в постоянном режиме. Некоторое время назад мы с группой соавторов начали выводить второй закон термодинамики с точки зрения квантовой механики. Например, в одной из его формулировок, гласящей, что энтропия замкнутой системы не убывает, типично растет, а иногда остается постоянной, если система энергетически изолирована. Используя известные результаты квантовой теории информации, мы вывели некоторые условия, при которых это утверждение справедливо. Неожиданно выяснилось, что эти условия не совпадают с условием энергетической изолированности систем.

Полная версия доступна только подписчикам. Подпишитесь: